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专利名称：光学式编码器以及具有它的电子设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及使用光接收元件来检测移动体的位置、移动速度、移动方向
等的光学式编码器，特别涉及可适于复印机、打印机等的印刷设备、FA (Factory automation:工厂自动化)设备等的光学式编码器。
背景技术：
以往，在(日本)特开平l-136019号公报中，公开了一种编码器，其将 具有90度的相位差的脉沖信号输入到"异或，，电路，从而能够得到以往的两 倍的分辨率。
此外，在(日本)特开平1-156621号公报中，公开了一种光学式编码器， 其将四个相位相差45。的信号输入到"异"逻辑电路，从而能够得到相位相差 90。的两个信号。
此外，在(日本)特开平3-37518号公报中，公开了一种编码器，其输 入从相位相差90。的信号的"异或"所得到的信号作为移位寄存器的时钟，同 时使用将原来的相位相差90°的信号中的一个作为数据输入所得到的信号，读 取旋转体的正转、反转。
此外，在(日本)实开平7-12924号公报中，公开了一种编码器，其从 2n个光传感器输出而生成2"1个方波信号，从而将分辨率达到两倍。
此外，在(日本)特开2007-40959号公报中，公开了一种编码器，其对 从被细分的光接收元件所得到的相位不同的多个信号取"异或"，并对移动 体缝隙(slit)输出高于移动体的通过截止频率的频率的信号。
一般，如所述特开平1-136019号公报以及特开平1-156621号公报中所 示，在编码器中使用"异或，，电路，能够从具有90。的相位差的脉沖信号得到 两倍的分辨率。
但是，在取这样的两个脉沖信号的"异或"的情况下，在逻辑电路内必 定产生一个门(gate)量^延迟。
在通常的逻辑电路中，该延迟是误差范围内，但在包含用于处理微小信
号的光接收元件在内的光接收电路中，存在以下问题因该一个门量的延迟而导致对信号在输入输出之间的阻抗中产生差，输出信号的占空比产生偏差， 周期变动变大，从而得不到两倍的分辨率的优点。
此外，在(日本)特开平3-37518号公报中，由于对从"异或"信号得 到的信号和逻辑运算之前的原来的信号进行逻辑组合，进而伴随门延迟，容 易产生误动作。
此外，在(日本)实开平7-12924号公寺艮、(日本)特开2007-40959号 公报中，使用从光接收元件得到的反相的信号来生成信号脉沖，但对逻辑运 算输入单元输入具有90。相位差的两个脉冲，从而产生上述门延迟。

发明内容
因此，本发明的课题在于，提供一种能够避免在信号之间产生起因于门 延迟的相位差，能够通过占空比精度、周期精度良好的信号进行移动体的检 测的光学式编码器。
为了解决上述课题，本发明的光学式编码器包括发光单元和光接收单元， 所述光接收单元具有在来自所述发光单元的光能够到达的区域内沿一个方向 排列配置的多个光接收元件，其用于检测移动体的移动，所述移动体具有在 通过与所述光接收元件对应的规定位置时设为所述光入射到所述光接收元件 的状态的光通过部分、和在通过与所述光接收元件对应的规定位置时设为所 述光不会入射到所述光接板元件的状态的光截止部分，并且在其沿所述一个 方向移动时，所述光通过部分和光截止部分交替地通过所述规定的位置，其 特征在于，
所述光学式编码器包括信号处理单元，从所述光接收单元输入第1光 接收信号、相对于所述第1光接收信号相位偏离了 90°的第2光接收信号、相 对于所述第1光接收信号相位偏离了 180°的第3光4妻收信号、相对于所述第 1光接收信号相位偏离了 270。的第4光接收信号，并且使对于从所述第1光 接收信号到所述第4光接收信号的各个光接收信号的信号处理的门延迟平 衡。
根据本发明的光学式编码器，在信号处理单元中输入相对于第1光接收 信号相位相差180°的第3光接收信号、以及相对于第2光接收信号相位相差 180。的第4光接收信号。因此,所述信号处理单元无需用于使所述第1光接
收信号反转所需的"非"电路，同时无需用于使所述第2光接收信号反转所 需的"非"电路。
因此，所述信号处理单元使对于从所述第1光接收信号到所述第4光接 收信号的各个光接收信号的信号处理的门延迟平衡，能够避免起因于门延迟 的相位差的产生，能够通过占空比精度、周期精度良好的信号进行移动体的检测。
此外，在一个实施方式的光学式编码器中，所述信号处理单元包括 第1 "与"电路或者第1 "或非"电路，从所述第1到第4光接收信号中，
输入相位相互相差90°的一对光4妻收信号；
第2 "与，，电路或者第2 "或非"电路，从所述第1到第4光接收信号中，
输入与所述一对光接收信号不同的、相位相互相差90。的一对光接收信号；以
及
"或"电路或者"或非'，电路，输入所述第1 "与"电路或者第1 "或非" 电路的输出信号和所述第2 "与"电路或者第2 "或非"电路的输出信号。
根据该实施方式的光学式编码器，所述第1、第2 "与"电路(或者所述 第1、第2 "或非，，电路)从输入的相位相互相差90。的一对光接收信号，生 成在该光接收信号的一个周期内具有1: 3的占空比的信号。该第1 "与"电 路(或者所述第1 "或非"电路)生成的具有1: 3的占空比的信号、和所述 第2 "与"电路(或者所述第2 "或非，，电路)生成的具有1: 3的占空比的 信号之间相位相差180°,并且匹配性好。
而且，所述"或"电路(或者"或非，，电路)取所述相位相差180。并且 匹配性好的两个信号的"或"(或者"或非")。由此，能够从该"或"电路(或 者"或非"电路)得到具有光接收信号的两倍频率且占空比精度、周期精度 好的输出信号。
此外，在一个实施方式的光学式编码器中，所述信号处理单元包括 第1 "或"电路或者第1 "与非"电路，从所述第1到第4光接收信号中，
输入相位相互相差90。的一对光接收信号；
第2 "或，，电路或者第2 "与非，，电路，从所述第1到第4光接收信号中，
输入与所述一对光接收信号不同的、相位相互相差90。的一对光接收信号；以
及
"与"电路或者"与非"电路，输入所述第1 "或"电路或者第1 "与非"
电路的输出信号和所述第2 "或"电路或者第2 "与非"电路的输出信号。
根据该实施方式的光学式编码器，所述第1、第2 "或"电路(或者所述 第1、第2 "与非"电路)从输入的相位相互相差90。的一对光接收信号，生 成在该光接收信号的一个周期内具有1: 3的占空比的信号。该第1 "或"电 路(或者所述第l "与非"电路)生成的具有l: 3的占空比的信号、和所述 第2 "或"电路(或者所述第2 "与非"电路)生成的具有1: 3的占空比的 信号之间相位相差180°，并且匹配性好。
而且，所述"与"电路(或者"与非"电路)取所述相位相差180。并且 匹配性好的两个信号的"与"(或者"与非，，)。由此，能够从该"与"电路(或 者"与非"电路)得到具有光接收信号的两倍频率且占空比精度、周期精度 好的输出信号。
此外，在一个实施方式的光学式编码器中，所述信号处理单元包括
第l模数变换器，从所述第1到第4光接收信号中，输入相位相互相差 180。的一对光接收信号，同时输出相位相互相差180。的一对输出信号；以及
第2模数变换器，从所述第1到第4光接收信号中，输入与所述一对光 接收信号不同的、相位相互相差180。的一对光接收信号，同时输出相位相互 相差180°的一对输出信号。
根据该实施方式，所述第1、第2模数变换器分别对输入的相位相互相 差180。的一对光接收信号进行模数变换，从而输出相位相互相差180°的一对 输出信号。这样，通过各个模数变换器，能够一起取出相位相差180。的正相、 反相的两相的输出信号，在两相的输出信号之间不会产生延迟。而且，该第 1模数变换器输出的正相的输出信号和第2模数变换器输出的正相的输出信 号的相位偏离90。，同时所述第1模数变换器输出的反相的输出信号和第2 模数变换器输出的反相的输A信号的相位偏离90。。因此，能够从所述第l、 第2模数变换器得到相位分别正确地偏离了 90。的四个输出信号。
此外，在一个实施方式的光学式编码器中，所述第l模数变换器包括用 于输出所述一对输出信号的第1输出晶体管单元和用于驱动该第1输出晶体 管单元的第1驱动单元，
所述第2模数变换器包括用于输出所述一对输出信号的第2输出晶体管 单元和用于驱动该第2输出晶体管单元的第2驱动单元，
所述第l驱动单元被所述第1输出晶体管单元的一对输出信号共用，所
述第2驱动单元被所述第2输出晶体管单元的一对光接收信号共用。
根据该实施方式，由于在所述第1、第2模数变换器中所述第1、第2 驱动单元分别被第1、第2输出晶体管单元的一对输出信号共用，所以通过 这样对正相、反相的两个输出信号共用驱动单元，从而能够不会使正相、反 相的两个输出信号之间产生门延迟。
此外，在一个实施方式的光学式编码器中，所述信号处理单元包括逻辑 运算单元，其对于所述第1到第4的各个光接收信号的逻辑运算次数相等。
根据该实施方式，由于所述信号处理单元所具有的逻辑运算单元对于各 个光接收信号的逻辑运算次数相等，所以能够消除各个光接收信号的门延迟 差。
此外，在一个实施方式的电子设备中，包括了所述光学式编码器。 根据该实施方式，能够提供包括了光学式编码器的可靠性高的电子设备， 所述光学式编码器能够避免在信号之间产生起因于门延迟的相位差，能够高 精度地检测移动体的移动。
根据本发明的光学式编码器，在信号处理单元中输入相对于第1光接收 信号相位相差180°的第3光接收信号、以及相对于第2光接收信号相位相差 180°的第4光接收信号。因此，所述信号处理单元无需用于使所述第1光接 收信号反转所需的"非"电路，同时无需用于使所述第2光接收信号反转所 需的"非"电路。
因此，所述信号处理单元使对于从所述第1光接收信号到所述第4光接 收信号的各个光接收信号的信号处理造成的门延迟平衡，能够避免起因于门 延迟的相位差的产生，能够通过占空比精度、周期精度良好的信号进行移动 体的检测。


通过以下的详细说明和附图，能够更充分地理解本发明。

只是
为了说明，并不是限定本发明。在附图中
图l是表示本发明的光学式编码器的第1实施方式的^L略结构的方框图。 图2A是表示所述第1实施方式所具有的信号处理电^各15的结构的图。 图2B是表示本发明的光学式编码器的第2实施方式所具有的信号处理
电路的结构的图。
图3A是表示作为所述第1、第2实施方式的比较例子的第1比较例子的
信号处理电路的结构的图。
图3B是表示作为所述第1、第2实施方式的比较例子的第2比较例子的
信号处理电路的结构的图。
图4A是表示所述第1实施方式的各个信号波形的波形图。
图4B是表示所述第2实施方式的各个信号波形的波形图。
图4C是表示所述第2比较例子的各个信号波形的波形图。
图4D是表示所述第1比较例子的各个信号波形的波形图。
图5是表示所述信号处理电路的运算处理电路的前级的电路结构的图。
图6是表示所述信号处理电路所具有的模数变换器的电路结构的一个例
子的图。
图7是表示本发明的光学式编码器的第3实施方式的信号处理电路的图。
具体实施例方式
以下，通过图示的实施方式，详细说明本发明。 (第1实施方式)
图1表示本发明的光学式编码器的第1实施方式的概略结构。在该第1 实施方式中，包括移动体1和光4妄收单元2和发光单元3。所述发光单元3 由LED (发光二极管)等的发光元件构成。
所述光接收单元2具有四个光接收元件11~14。另外，为了得到更高分 辨率，还可以设为配置了8个、16个等多个光接收元件的光接收单元2。此 外，移动体1可以沿箭头X1或者X2所示的方向移动，在移动方向上交替地 排列了光通过部分6和光截止部分7。若将该光通过部分6的排列间距设为P, 则光通过部分6和光截止部分7的移动方向的尺寸(宽度尺寸)为(1/2)P。 所述光通过部分6使来自发光单元3的光通过至光4妄收单元2侧，另 一方面， 光截止部分7使来自发光单元3的光不通过至光接收单元2侧。另外，光接 收元件11 14由光电二极管构成。在该实施方式中，4艮设各个光4妄收元件 11 14的宽度尺寸设为(1/4)P。此外，各个光接收元件11 14沿移动方向相 邻而没有隔着间隔。
所述光接收元件11输出的光接收信号A+、光接收元件12输出的光接收 信号B-、光接收元件13输出的光接收信号A-、光4妄收元件14输出的光接
收信号B+被输入到信号处理电路15。所述光接收信号A+、 B+、 A-、 B-分 别成为第1、第2、第3、第4光接收信号。
如图2A所示，所述信号处理电路15包括"或"电路21，输入光接收 信号A+、 B+作为第1、第2光接收信号；"或"电路22，输入光接收信号 A-、 B-作为第3、第4光接收信号；以及"与"电路23，输入"或"电路 21的输出信号C和"或"电路22的输出信号D。
图4A表示所述光接收信号A+、 B+、 A-、 B-的信号波形。如图4A所 示，光接收信号B+相对于光接收信号A+相位延迟90。，光接收信号A-相对 于光接收信号A+相位延迟180°。此外，光接收信号B-相对于光接收信号A+ 相位延迟270°。
而且，所述"或"电路21对光接收信号A+、 B+的"或"进行运算，从 而输出如图4A所示的信号波形的输出信号C。此外，所述"或"电路22对 光接收信号A-、 B-的"或"进行运算，从而输出如图4A所示的信号波形的 输出信号D。而且，所述"与"电路23对所述输出信号C和输出信号D的 "与"进行运算，从而输出如图4A所示的信号波形的输出信号E。
根据该实施方式，相对于光接收信号A+相位偏离了 180。的光接收信号 A-以及相对于光接收信号B+相位偏离了 180。的光接收信号B-被输入到信号 处理电路15的"或"电路22。因此，所述信号处理电路15无需用于使光接 收信号A+反转所需的"非"电路，同时无需用于使光接收信号B+反转所需 的"非"电路。
因此，在所述信号处理电路15中，能够使对于各个光接收信号A+、 B+、 A-、 B-的信号处理的门延迟平衡，能够避免起因于门延迟的相位差的产生， 能够通过具有光接收信号的两倍频率且占空比精度、周期精度良好的输出信 号E进行移动体的一企测。
此外，在所述第1实施方式中，也可以代替第1 "或，，电路21、第2 "或" 电路22、"与"电路23，而包括第1 "与非，，电路、第2 "与非，，电路、"与 非"电^各。
(第2实施方式)
接着，图2B表示本发明的光学式编码器的第2实施方式所具有的信号 处理电路的结构。该第2实施方式与所述的第1实施方式的不同点在于，代 替所述的第1实施方式的图2A所示的信号处理电^各，而包括图2B所示的信
号处理电路。因此，在第2实施方式中，主要说明与所述的第1实施方式不
同的方面。
如图2B所示，该第2实施方式所具有的信号处理电路包括第1 "与"电 路26和第2 "与"电路27以及"或，，电路28。在所述第1 "与"电路26中， 输入相位相互相差90。的光接收信号A+和光接收信号B+。此外，在所述第2 "与'，电路27中，输入相位相互相差90。的光接收信号A-和光接收信号B-。
因此，第1 "与"电路26对所述光接收信号A+和光接收信号B+的"与" 进行运算，从而输出图4B的波形图所示的信号波形的输出信号C，第2 "与" 电路27对所述光接收信号A-和光接收信号B-的"与"进行运算，从而输出 图413的波形图所示的信号波形的输出信号D。而且，"或，，电路28对来自第 1 "与"电路26的输出信号C和来自第2 "与"电路27的输出信号D的"或" 进行运算，从而输出图4B的波形图所示的信号波形的输出信号E。
根据该第2实施方式，相对于光接收信号A+相4立偏移了 180。的光接收 信号A-、以及相对于光接收信号B+相位偏移了 180。的光接收信号B-被输入 到"与"电路27。因此，所述信号处理电路无需用于使光接收信号A+反转 所需的"非"电路，同时无需用于使光接收信号B+反转所需的"非"电路。 因此，在所述信号处理电路中，能够使对于各个光接收信号A+、 B+、 A-、 B-的信号处理的门延迟平衡，能够避免起因于门延迟的相位差的产生，能够 通过具有光接收信号的两倍频率且占空比精度、周期精度良好的输出信号E
进行移动体的;f企测。
此外，在所述第2实施方式中，也可以代替第1 "与，，电路26、第2 "与" 电路27、"或"电路28,而包括第1 "或非"电路、第2 "或非"电路、"或 非"电路。
(第1比较例子)
接着，说明相对于所述第1、第2实施方式的第1比较例子。该第1比 较例子与所述第1、第2实施方式的不同点在于，包4舌图3A所示的结构的信 号处理电路的点和在该信号处理电路中输入来自光接收元件11的光接收信 号A+和来自光接收元件14的光接收信号B+的点。
如图3A所示，在该第1比较例子所具有的信号处理电路中，光接收信 号A+经由反相器31而输入到"与"电路33，光接4K言号B+直接输入到"与" 电路33。因此，"与"电路33对光接收信号A+所反转的信号和光接收信号
B+的"与"进行运算，从而输出图4D的波形图所示的信号波形的输出信号 C。另一方面，在"与"电路35中，光接收信号A+被直接输入，同时光接收 信号B+经由反相器32而被输入。因此，"与"电路35对光接收信号A+和光 接收信号B+所反转的信号的"与"进行运算，从而输出图4D的波形图所示 的信号波形的输出信号D。
然后，"与"电路33、 35的输出信号C、 D输入到"或"电路36,对两 个输出信号C、 D的"或"进行运算，从而从"或"电3各36输出图4D的波 形图所示的信号波形的输出信号E。该"或"电路36的输出信号E是光接收 信号A+、 B+的两倍频率的信号，输入到"与"电^各33、 35的两个光接收信 号中的一个光接收信号经由反相器而被输入。因此，由于门延迟而在对"与" 电路33、 35的输入信号中产生相位差，"与"电路33、 35输出的输出信号C、 D之间的平衡变差。其结果，在图4D所示的(1)、 (2)、 (3)、 (4)的各个部 位，"或"电路36的输出信号E容易产生周期变动，乂人而与所述的第1、第2 实施方式相比，输出信号E的精度(占空比精度、周期精度)变差。 (第2比较例子)
接着，说明相对于所述第1、第2实施方式的第2比较例子。该第2比 较例子与所述第1、第2实施方式的不同点在于，包括图3B所示的结构的信 号处理电路的点和在该信号处理电路中输入来自光接收元件11的光接收信 号A+和来自光接收元件14的光接收信号B+的点。
如图3B所示，在该第2比较例子所具有的信号处理电路中，光接收信 号A+以及光接收信号B+直接输入到"或"电路41和"与"电路42而不经 由反相器。因此，"或"电路41对光接收信号A+和光接收信号B+的"或" 进行运算，对"与"电路44输出图4C的波形图所示的信号波形的输出信号 C。另一方面，"与"电路42对光接收信号A+和光接收信号B+的"与"进行 运算并输出的信号通过反相器43反转后，对"与"电^各44输入图4C的波形 图所示的信号波形的输出信号D。
因此，"与"电路44对两个输出信号C、 D的"与"进行运算，从而输 出图4C的波形图所示的信号波形的输出信号E。该"与"电路44的输出信 号E是光接收信号A+、 B+的两倍频率的信号，"与"电路42的输出信号经 由反相器43而输入到"与"电^各44。因此，由于门延迟而在输出信号C、 D 之间产生相位差，输出信号C和D的信号平衡变差，在最终的输出信号E中，
若将图4C所示的信号波形E的部位(1 )设为起点，则在部位(2)难以产 生周期变动，但在部位(3)、 (4)中周期变动变大，/人而与所述的第1、第2 实施方式相比，作为编码器信号的精度变差。 (信号处理电路的详细说明) 接着，参照图5,更详细地说明所述的第1实施方式所具有的信号处理 电路15的结构的一个例子。图5表示在所述光接收单元2所具有的四个光接 收元件U 14和图2A所示的逻辑运算电路之间具有所述信号处理电路15的 电if各结构。
如图5所示，该信号处理电路15包括连接到光接收元件ll、 13的第 1、第2电流电压变换单元51、 52和连接到光接收元件12、 14的第3、第4 电流电压变换单元53、 54。各个电流电压变换单元51、 52、 53、 54由电阻
和比较器构成。
所述第1、第2电流电压变换单元51、 52的输出连接到比较器55，该比 较器55连接到第1模数变换器56。此外，所述第3、第4电流电压变换单元 53、 54的输出连接到比较器61,该比较器61连接到第2模数变换器62。
因此，光接收元件11输出的光接收信号A+、光4妄收元件13输出的光接 收信号A-通过所述第1、第2电流电压变换单元51、 52变换为电压之后通 过比较器55进行比较，该比较器55对第l模数变换器56输出正转信号以及 反转信号。另一方面，光接收元件12输出的光接收信号B-、光接收元件14 输出的光接收信号B+通过所述第3、第4电流电压变换单元53、 54变换为 电压之后通过比较器61进行t匕较，该比较器61对第2模数变换器62输出正 转信号以及反转信号。
然后，所述第1模数变换器56将从比较器55丰lr入的所述正转信号以及 反转信号变换为数字信号，输出被数字化的光接收信号A+、 A-。该被数字 化的光接收信号A+、 A-输入到图2A的"或"电^各21、 22。另一方面，所 述第2模数变换器62将从比较器61输入的所述正转信号以及反转信号变换 为数字信号，输出被数字化的光接收信号B+、 B-。该被数字化的光接收信号 B+、 B—输入到图2A的"或"电路21、 22。
在该信号处理电路15中，对输入的相位相互相差180。的两对光接收信 号A+、 A-和B+、 B-进行电压变换，通过第1、第2模数变换器56、 62对 由比较器55和61比较所得到的正转信号、反转信号进行模数变换，从而输
出相位相互相差180。的两对数字信号A+、 A-和B+、 B-。
这样，通过各个模数变换器56、 62,能够一起取出相位相差180。的正相、 反相的两相的数字信号，在两相的输出信号之间完全不会产生延迟。而且， 该第1模数变换器56输出的正相的数字信号A+和第2模数变换器62输出的 正相的数字信号B+的相位偏离90。，同时所述第1才莫凄t变换器56输出的反相 的输出信号A-和第2模数变换器62输出的反相的输出信号B-的相位偏离 90。。因此，能够从所述第l、第2模数变换器56、 62得到相位分别正确地偏 离了 90。的四个输出信号A+、 B+、 A-、 B-。
此外，在上述的说明中，说明了第1实施方式的信号处理电路具有图5 所示的电路结构的情况，当然，第2实施方式的信号处理电路也可以具有图 5所示的电^^结构。
接着，图6表示所述第l模数变换器56的电路结构的一个例子。该第1 模数变换器56包括输入来自所述比较器55的正转信号和反转信号的模数 变换单元71 、输出晶体管驱动单元72A、 72B以及输出晶体管单元73A、 "B。 该输出晶体管驱动单元72A、 72B构成第1驱动单元，所述输出晶体管单元 73A、 73B构成第1输出晶体管单元。
在该第1模数变换器56中，所述模数变换单元71输出的反相信号经由 输出晶体管驱动单元72B输入到输出晶体管单元73A的晶体管(1 )和输出 晶体管单元73B的晶体管(4)。此外，所述模数变换单元71输出的正相信号 经由输出晶体管驱动单元72A输入到输出晶体管单元73A的晶体管(3 )和 输出晶体管单元73B的晶体管(2)。
然后，在输出晶体管单元73A中，由输出晶体管单元73A的电流镜电 路75A对晶体管(1)的驱动电流进行反射，并由晶体管(5)引出从流过晶 体管(1)的电流减去流过晶体管(3)的电流的电流差，从而得到正相输出 信号A+。另一方面，在输出晶体管单元73B中，由输出晶体管单元73B的 电流镜电路75B对晶体管(2)的驱动电流进行反射，并由晶体管(6)引出 从流过晶体管(2)的电流减去流过晶体管(4)的电流的电流差，从而得到 反相输出信号A-。
这样，根据图6所示的电路结构的模数变换器56,对于输出一对输出信 号A+、 A-的输出晶体管单元73A、 73B共用输出晶体管驱动单元72A、 72B。 这样，通过对正相、反相的两个输出信号A+、 A-共用驱动单元72A、 72B，
从而能够在正相、反相的两个输出信号A+、 A-之间不会产生门延迟造成的
相位差。
另夕卜，在上述的说明中，说明了将所述第1模数变换器56设为图6所示 的电路结构的情况，但也可以将所述第2模数变换器62设为图6所示的电路结构。
(第3实施方式)
接着，图7表示本发明的光学式编码器的第3实施方式所具有的信号处 理电路的结构。该第3实施方式与前述的第1实施方式的不同点在于，代替 所述的第1实施方式的图2A所示的信号处理电路，而包括图7所示的信号 处理电路的点。因此，在该第3实施方式中，主要i兌明与前述的第1实施方 式的不同点。
如图7所示，该第3实施方式所具有的信号处理电路包括第1 第4反 相器81 84、输入第1、第2反相器81、 82的输出的第5反相器85、以及输 入第3、第4反相器83、 84的输出的第6反相器86。此外，所述信号处理电 路包括输入所述第5、第6反相器85、 86的输出的第7反相器87、以及输 入该第7反相器87的输出的第8反相器88。
此外，该信号处理电路包括输入所述第1反相器81的输出的第9反相 器91、输入该第9反相器91的输出的第10反相器92、以及输入该第IO反 相器92的输出的第11反相器93。此外，该信号处理电路包括输入所述第 3反相器83的输出的第12反相器94、以及输入该第12反相器94的输出的 第13反相器95。该第13反相器95的输出连接到所述第7反相器87和第8 反相器88之间的连接点PA。
在该信号处理电路中，相位相互相差90。的光接收信号A+、 B+输入到所 述第1、第2反相器81、 82，相位相互相差90。的光接收信号B-、 A-输入到 所述第3、第4反相器83、 84。这里，将所述光接收信号A+设为0。相位差信 号，则所述光接收信号B+、光接收信号B-、光接收信号A-分别成为90°相 位差信号、270。相位差信号、180。相位差信号。
而且，在该信号处理电路中，第1反相器81输出使光接收信号A+反转 的信号，第2反相器82输出使光接收信号B+反转的信号，该使光接收信号 A+反转的信号和使光接收信号B+反转的信号被相加后输入到第5反相器85 。 这样，该第5反相器85输出相当于在图4B所示的信号波形C的信号。另一
方面，第3反相器83输出使光接收信号B-反转的信号，第4反相器84输出 使光接收信号A-反转的信号,该使光接收信号B-反转的信号和使光接收信 号A-反转的信号被相加后输入到第6反相器86。这样，该第6反相器86输 出相当于在图4B所示的信号波形D的信号。
因此，所述第7反相器87对连接点PA输出使来自所述第5反相器85 的相当于所述信号波形C的信号和来自所述第6反相器86的相当于所述信号 波形D的信号相加的信号(相当于图4B的信号波形E的信号)反转的信号。
另一方面，第3反相器83将使光接收信号B-反转的信号输入到第12 反相器94,该第12反相器94对第13反相器95输出相当于光接收信号B-的信号。因此，在该连接点PA上的信号波形成为将使相当于图4B的信号波 形E的信号反转的信号和相当于光接收信号B+的信号相加的信号波形，从第 8反相器88输出具有使该信号波形反转的信号波形的信号J。从该第8反相 器88输出的信号J具有25% _ 75%的占空比。
此外，第1反相器8i输出的信号(使光接收信号A+反转的信号)依次 经由第9、第10、第11反相器91、 92、 93，第11反相器93输出相当于光接 收信号A的信号波形的信号波形的信号K。该信号K具有50% - 50%的占空 比。
这样，在该第3实施方式中，可得到周期相同且占空比不同的两个输出 信号J、 K。此外，这两个输出信号J、 K都是经由四级反相器而得到的信号， 所以不会产生门延迟导致的相位差，能够取得两个信号之间的匹配性。
此外，根据包括了所述第1、第2、第3实施方式的任一光学式编码器的 电子设备(复印机、打印机等的印刷设备、FA ( Factory automation )设备等)， 能够实现可避免在信号之间产生起因于门延迟的相位差，从而能够高精度地 检测移动体的移动的可靠性高的电子设备。
以上，说明了本发明的实施方式，显然，这些也可以进行各种变更。这 样的变更不应看作是脱离了本发明的精神和范围，对于本领域的技术人员来 说清楚的变更都包含在权利要求的范围内。
权利要求
1. 一种光学式编码器，包括发光单元和光接收单元，所述光接收单元具有在来自所述发光单元的光能够到达的区域内沿一个方向排列配置的多个光接收元件，其用于检测移动体的移动，所述移动体具有在通过与所述光接收元件对应的规定位置时设为所述光入射到所述光接收元件的状态的光通过部分、和在通过与所述光接收元件对应的规定位置时设为所述光不会入射到所述光接收元件的状态的光截止部分，并且在其沿所述一个方向移动时，所述光通过部分和光截止部分交替地通过所述规定的位置，其特征在于，所述光学式编码器包括:信号处理单元，从所述光接收单元输入第1光接收信号、相对于所述第1光接收信号相位偏离了90°的第2光接收信号、相对于所述第1光接收信号相位偏离了180°的第3光接收信号、以及相对于所述第1光接收信号相位偏离了270°的第4光接收信号，并且使对于从所述第1光接收信号到所述第4光接收信号的各个光接收信号的信号处理造成的门延迟平衡。
2. 如权利要求1所述的光学式编码器，其特征在于， 所述信号处理单元包括第1 "与，，电路或者第1 "或非，，电路，从所述第1到第4光接收信号中， 输入相位相互相差90。的一对光接收信号；第2 "与，，电路或者第2 "或非，，电路，从所述第1到第4光接收信号中， 输入与所述一对光接收信号不同的、相位相互相差90。的一对光接收信号；以 及"或"电路或者"或非"电路，输入所述第1 "与"电路或者第1 "或非" 电路的输出信号和所述第2 "与，，电路或者第2 "或非"电路的输出信号。
3. 如权利要求1所述的光学式编码器，其特征在于， 所述信号处理单元包括第1 "或，，电路或者第1 "与非"电路，从所述第1到第4光接收信号中， 输入相位相互相差90。的一对光4妻收信号；第2 "或"电路或者第2 "与非"电路，从所述第1到第4光接收信号中， 输入与所述一对光接收信号不同的、相位相互相差90。的一对光接收信号；以 及"与"电路或者"与非"电路，输入所述第1 "或"电路或者第1 "与非"电路的输出信号和所述第2 "或"电路或者第2 "与非"电路的输出信号。
4. 如权利要求1所述的光学式编码器，其特征在于， 所述信号处理单元包括第l模数变换器，从所述第1到第4光接收信号中，输入相位相互相差 180。的一对光接收信号，同时输出相位相互相差180。的一对输出信号；以及第2模数变换器，从所述第1到第4光接收信号中，输入与所述一对光 接收信号不同的、相位相互相差180。的一对光接收信号，同时输出相位相互 相差180。的一对输出信号。
5. 如权利要求4所述的光学式编码器，其特征在于，所述第1模数变换器包括用于输出所述一对输出信号的第l输出晶体管 单元和用于驱动该第1输出晶体管单元的第1驱动单元，所述第2模数变换器包括用于输出所述一对输出信号的第2输出晶体管 单元和用于驱动该第2输出晶体管单元的第2驱动单元，所述第l驱动单元被所述第1输出晶体管单元的一对输出信号共用，所 述第2驱动单元被所述第2输出晶体管单元的一对光接收信号共用。
6. 如权利要求1所述的光学式编码器，其特征在于， 所述信号处理单元包括逻辑运算单元，其对于所述第1到第4的各个光接收信号的逻辑运算次数相等。
7. —种电子设备，包括了权利要求1所述的光学式编码器。
全文摘要
提供一种光学式编码器以及具有它的电子设备。光学式编码器包括被输入光接收信号(A+、B+)的“或”电路(21)、被输入光接收信号(A-、B-)的“或”电路(22)、被输入“或”电路(21)的输出信号(C)和“或”电路(22)的输出信号(D)的“与”电路(23)。在该光学式编码器中，相对光接收信号(A+)相位偏离了180°的光接收信号(A-)及相对光接收信号(B+)相位偏离了180°的光接收信号(B-)被输入到信号处理电路的“或”电路(22)。信号处理电路无需用于使光接收信号(A+)反转所需的“非”电路，并无需用于使光接收信号(B+)反转所需的“非”电路。从而能避免在信号之间产生起因于“门”延迟的相位差，能通过占空比精度、周期精度良好的信号检测移动体。
文档编号G01D5/26GK101382443SQ20081021281
公开日2009年3月11日 申请日期2008年9月5日 优先权日2007年9月6日
发明者冈田教和 申请人:夏普株式会社